无论是在当地街道还是主干公路上,桥梁都是至关重要的交通纽带 -- 跨越道路、峡谷或广阔的水域。桥梁因维修而关闭会导致长时间的交通延误和中断,绕道既耗时又耗费燃料,还有生产效率的损失。因此,必须使桥梁处于良好的状态以保持交通顺畅。耐用的含钼不锈钢钢筋越来越多地用于延长新建桥梁和翻新桥梁的使用寿命,减少维修需求,改善基础设施投资。桥梁会因老化和过度使用而自然退化,但气候也是一个重要因素,沿海地区和冬季漫长多雪的地区尤其如此。这两种情况都会给桥梁带来麻烦,因为沿海大气中含有海盐,多雪的冬季需要定期使用融雪盐,环境中的氯化物会大大加速桥梁的碳钢构件发生腐蚀。在钢筋混凝土桥梁中,氯化物会随着时间的推移通过混凝土覆盖层中的孔隙和裂纹渗入,从而侵蚀嵌在其中的碳钢钢筋。产生的腐蚀产物(氧化铁或铁锈)比原始钢材需要更多的空间,因此对周围混凝土施加了压力。压力导致混凝土中形成更多裂纹,促使更多的氯离子渗透至钢筋上。这种恶性循环加速了桥梁恶化的速度,如果任其发展,会威胁到结构的完整性。毫不疑问,结构部件被腐蚀的桥梁是极其危险的!
2002年,美国联邦公路管理局(FHWA)发现,在美国583000座桥梁中,约15%的桥梁因腐蚀而有 “结构缺陷” 。估计每年因腐蚀而更换、修缮和维护这些桥梁的直接成本为83亿美元,因腐蚀而给用户带来的间接成本,如交通延误和生产力损失……可高达直接成本的10倍。”美国联邦公路管理局报告的发布,促使全美实施了的大量桥梁更换和修复项目。为了克服碳钢钢筋的腐蚀问题,美国联邦公路管理局和几个州都批准了耐腐蚀不锈钢钢筋的使用,特别是用于桥面、防撞墙和支承桥墩。因此,现在已经有超过100座桥梁采用不锈钢钢筋进行建造或修复。
加拿大的冬季类似于美国 “雪带”地区的冬季,也大量使用融雪除冰盐,并且在太平洋和大西洋海岸都有桥梁,因此其基础设施面临着类似的挑战。2004年,加拿大人口最多的省份安大略省交通部(MTO)测试了各种钢筋材料包括镀锌钢和环氧树脂涂层碳钢钢筋,并收集了它们的使用性能数据。基于这些数据和生命周期成本考虑,安省交通部发布了一份备忘录,要求设计师和工程师在交通量非常大的桥梁上使用不锈钢钢筋。原因是,更换或大修日均车流量为10万辆或以上的桥梁会造成不可接受的交通中断。备忘录建议使用钼含量为2–3%的316LN奥氏体不锈钢和钼含量为2.5–3.5%的2205双相不锈钢作为钢筋材料。此后,安大略省主干道和重要公路上的数十座桥梁的钢筋,都被更换为优质的不锈钢钢筋或用不锈钢钢筋来修复。例如,赫德曼大桥的加宽和重新铺设,该桥横跨首都渥太华的里多河,承载着繁忙的417号公路上的交通流量。自2014年春季以来,已使用超过320吨2205双相不锈钢钢筋分阶段安装了新的桥面和防护墙。在浇筑混凝土之前,还使用了大量316不锈钢固定钢丝将钢筋固定在一起。由于桥面是分阶段建造的,因此需要数百个不锈钢连接装置来连接相邻桥面的钢筋。令人赞叹的是,所有这些工作只需要限制部分交通流量,而不需要将桥梁完全关闭。
渥太华赫德曼大桥上不锈钢钢筋的安装
不锈钢钢筋用于桥梁和其他混凝土结构不局限于北美,在世界各地都在增长。在亚洲,香港的深港西部通道大桥使用了约1300吨2205双相不锈钢支撑其3.8公里长的道路。在北非的摩洛哥,卡萨布兰卡·哈桑二世清真寺暴露于海浪仅十年就面临着坍塌入海的危险。最初建造时采用的是碳钢钢筋,经过大修后,采用2205双相不锈钢加固的高性能混凝土取代了结构板和柱。不锈钢钢筋在寒冷的冬天和闷热的夏天都能保持坚固和延展性,不需要特殊涂层、阴极保护或混凝土密封剂。用不锈钢代替碳钢,尽管总的建造成本可能会增加1-10%,但这一初始投资大大降低了维护成本,并大大提高了桥梁的使用寿命(预计桥梁的使用寿命为75-100年,甚至120年)。已经建造的几座桥梁,成本仅增加1-3%。桥梁的全寿命周期成本优势,使不锈钢钢筋成为明智之选。
不锈钢钢筋用途广泛,在许多其他应用中都可发挥重要作用。含钼不锈钢牌号耐腐蚀性的增强和优异的耐久性使其成为任何需要可靠性能和最低维护的应用中有力的竞争者。停车场、护墙、隧道、机场滑行跑道和防波堤只是依靠不锈钢钢筋的几个结构应用实例。无论你去哪里,不锈钢钢筋都会助你一路畅通。